(57)【要約】玩具組立システムの玩具組立要素（１０）。上面（１３）と、底面（１２）と、前記玩具組立要素の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁（１４）とを有する本体部と；前記上面から任意の高さ（ｈ）で延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッドと；結合スタッドが縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を底面に形成するために、前記玩具組立要素の内部（１９）で底面まで延在する少なくとも１つの管状突起（２０）とを備え、前記側壁は前記内部を少なくとも部分的に画定し、上面と底面との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成する。前記突起は前記側壁から分離されている。前記突起は、底面まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁（２２）を有し、これは正方形に配置され、それぞれが前記側壁に対して４５°の角度に配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある玩具組立要素（１０）の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素（１０）の結合スタッド（１５）間の締りばめを用いて、玩具組立要素（１０）を互いに取外し可能に結合できる玩具組立システムの玩具組立要素（１０）であって、
・  上面（１３）と、底面（１２）と、前記玩具組立要素（１０）の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁（１４）とを有する本体部と、
・  前記上面（１３）から任意の高さ（ｈ）で延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッド（１５）と、
・  結合スタッド（１５）が前記縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を前記底面（１２）に形成するために、前記玩具組立要素の内部（１９）で前記底面（１２）まで延在する少なくとも１つの管状突起（２０）と、を備え、
・  前記１つ以上の平坦な側壁（１４）は、前記玩具組立要素の前記内部（１９）を少なくとも部分的に画定し、前記上面（１３）と前記底面（１２）との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成し、
・  前記少なくとも１つの管状突起（２０）は前記平坦な側壁（１４）から分離されており、
・  前記少なくとも１つの管状突起（２０）は、前記底面（１２）まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁（２２）を有し、前記４つの接触壁（２２）は正方形に配置され、それぞれが前記側壁（１４）に対して４５°の角度に配置されていることを特徴とする、
玩具組立要素（１０）。
【請求項２】
１つの管状突起（２０）の前記４つの接触壁（２２）は共に開口部を画定し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによってはめ込まれる、請求項１に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項３】
前記内部（１９）に面する前記側壁（１４）の側面に、前記底面（１２）から前記上面（１３）へと延在する接触リブ（１６）が設けられる、請求項１または２に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項４】
１つの接触壁（２２）は、２つの側壁（１４）または２つの接触リブ（１６）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれ、および／または、１つの接触壁（２２）は、１つの側壁（１４）または１つの接触リブ（１６）および別の管状突起（２０）の１つの接触壁（２２）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる、請求項３に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項５】
管状突起（２０）の前記４つの接触壁（２２）は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している、請求項１から４の１つ以上に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項６】
前記チューブの前記断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい、請求項５に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項７】
少なくとも２つの前記チューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角（２４）で相互に連結されている、請求項５または６に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項８】
少なくとも２つの前記チューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角（２４）で相互に連結されており、前記チューブの他の角（２４）は何とも相互に連結されておらず、
前記チューブの前記相互に連結された角（２４）における肉厚は、前記チューブの前記他の角（２４）の肉厚と比較して減少させている、
請求項７に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項９】
前記チューブに隣接する開口部内または前記チューブ内にスタッド（１５）を取り付ける際に前記チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、前記チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる、請求項８に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項１０】
スタッド（１５）の挿入による変形に対して最大限の弾性を得るために、前記チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる、請求項８または９に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項１１】
前記チューブの前記外周に沿った前記肉厚は、前記チューブの前記角（２４）において厚く、前記角（２４）間の範囲における中央部（２６）において厚く、前記チューブの前記外周の残りの範囲で薄い、請求項９または１０に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの円筒形の結合スタッド（１５）は任意の外径（Ｄ）を有し、
１つの管状突起（２０）の対向する接触壁（２２）間の隙間のサイズ（ｄ）は、前記外径（Ｄ）よりやや小さい、請求項１から１１の１つ以上に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項１３】
前記結合スタッド（１５）の円形の外形は、前記接触壁（２２）と、前記側壁（１４）または前記側壁（１４）の内側の前記リブ（１６）との間にある前記開口部よりもやや大きい、請求項１から１２の１つ以上に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項１４】
請求項１から１３の１つ以上に記載の玩具組立要素（１０）を製造する方法であって、
少なくとも２つの金型部品を備える金型で前記玩具組立要素（１０）を射出成形することを含み、
前記２つの金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素（１０）の内面を成形する金型コアであり、
前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起（２０）を形成するための窪みを有する、
方法。
【請求項１５】
請求項１から１３の１つ以上に記載の玩具組立要素（１０）の製造に用いる成形用具であって、
前記金型は少なくとも２つの金型部品を備え、
前記２つの金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素（１０）の内面を成形する金型コアであり、
前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起（２０）を形成するための窪みを有する、
成形用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる玩具組立システムの玩具組立要素に関する。
【背景】
【０００２】
レゴグループは、レゴ（登録商標）玩具組立システムセットを製造および販売している。このセットでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。
【０００３】
ほとんどのレゴ（登録商標）玩具組立要素（ピース）には、上部にある結合スタッドと、内側にあって上部から下方に延在するチューブという２つの基本要素がある。１つのピースの結合スタッドは、チューブと壁部または壁部からの突起との間の空間よりもやや大きい。ピース同士が押し付けられると、結合スタッドが壁部を外側へと、チューブを内側へと押す。材料に弾性があり、元の形状を維持しようとするため、壁部とチューブが結合スタッドを押し返す。この過程において結合スタッドはわずかに変形するが、剛性が高いので、壁部の外側への押出しとチューブの内側への押込みと比べると、結合スタッドの変形は小さい。摩擦により、２つのピースが滑って外れることが防がれる。このスタッドアンドチューブ結合システムでは締りばめを用いる。締りばめとは、２つのパーツ間の固い、摩擦ベースの連結であり、追加の締結具を用いない。円筒形の結合スタッドは、玩具組立要素の上部の上方に任意の高さで延在する。内部のチューブおよび内部のリブは、締りばめによって結合スタッドと係合するように設けられている。これによって、ブリックを互いに取外し可能に結合することができる。
【０００４】
基本的なレゴ（登録商標）組立ピースは、例えば、２×２プレートおよび２×４プレート、２×２ブリックおよび２×４ブリックなどであるが、これらは網羅的ではなく、多種多様なサイズや形状であってもよい。
【０００５】
レゴ（登録商標）玩具組立要素は、元は、主にアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を含有するプラスチック粒状物である。自動射出成形プロセスによって、これらの粒状物を、例えばブリックやプレートなどの玩具組立要素へと成形する。レゴ（登録商標）玩具組立要素の製造には、高温と、強力な大型射出成形装置が必要とされる。射出成形装置は、粒状物を最高温度２３２℃で溶融させ、溶融ＡＢＳを金型に流し込み、２５トンから１５０トンの圧力をかける。約７秒後、新しい玩具組立要素が冷却され、コンベアへと落とされる。これらの玩具組立要素はコンベアの終点で容器へと落とされる。
【０００６】
このような玩具組立要素の製造プロセスにおける主要なコスト要素は、比較的高い精度と小さい公差で製造しなければならないことである。これは、２つの玩具組立要素間で確実な締りばめを得るためである。すなわち、同じ力で締りばめが係合または解除され、限度内で同じ状態を保つことを確実にするためであり、使い古した玩具組立要素であっても、例えば温度などが異なる状況下、および２つの玩具組立要素間で係合されるスタッドの数が異なる状況下であっても、これを確実にするためである。
【０００７】
構成要素の製造にはばらつきが伴う。構成要素は、各寸法に一定の公差を考慮して設計される。公差は、所定の寸法において許容可能なばらつきの大きさに関する仕様である。公差が厳しい構成要素は、一般的に製造によりコストがかかる。射出成形される構成要素の場合、このコスト高は、より高い精度の金型、より長いサイクル時間、および概してより高度な製造技術が必要とされるためである。
【０００８】
パーツ間における幾何学的重なりによりパーツ間の接触力が確保される場合、機械的接合部は圧力ばめとして設計されることが多い。そのような機械的接合部では、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じることがある。この関係は、構成要素の剛性によって定められる。
【０００９】
例えばレゴ（登録商標）玩具組立システムからなどの玩具組立要素は、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じるため、極めて高精度の製造が求められる。
【００１０】
ＷＯ２０１４００９３４５には、請求項１の第一段落に記載の玩具組立要素が開示されている。
【００１１】
ＧＢ９３５３０８には玩具組立ブロックが開示されている。該玩具組立ブロックは、一方の面が開放されている空洞ブロックであり、該開放面の反対側の閉塞面上に外側に突出する組立スタッドを備え、該ブロックの中空内にリブの矩形の格子を備える。これらのリブは、隣接ブロックの組立スタッドを係合させる面を提供する。該リブは、該ブロックの端壁および側壁に４５度の角度で設けられ、隣接する２つの平行なリブ間の距離は、併置された同様の組立要素の組立スタッドに該リブがぴったりと係合するような距離である。該リブの矩形の格子が該端壁および側壁に取り付けられることで、該玩具組立ブロックおよび該リブの矩形の格子の全体的な剛性が向上する。
【００１２】
ＷＯ９８１１９６８には組立玩具セットが開示されている。該組立玩具セットは、二次元で規則的に配置された結合スタッドを有する第１タイプ組立要素であって、該結合スタッドが互いに直角な２つの主方向に配列され、該主方向に対して対角線をとる方向に対角列をも形成する第１タイプ組立要素と、該第１タイプ組立要素と相互接続するための第２タイプ組立要素と、を備える。該第２タイプ組立要素は、結合手段を備えて中空部を構成する平行結合壁の対を有し、該結合手段は、該結合壁が該結合スタッドの主方向列間に配置されるようにして、第１タイプ組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する。該組立セットは、第１タイプ組立要素と相互に接続する第３タイプ組立要素をさらに備え、該第１タイプ組立要素は、他の組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する結合手段を備えて中空部を構成する平行結合スカートの対を有する。該結合スカートは、結合スタッドの対角列間に対角線方向に配置される。
【００１３】
目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、製造公差にあまり影響されない玩具組立要素を提供することである。あるいは、目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、より大きい製造公差を許容する玩具組立要素、または現在の製造公差で締りばめの信頼性を向上する玩具組立要素を提供することである。
【摘要】
【００１４】
前記およびその他の目的は、独立請求項に示す特徴により達成される。さらなる実施の形態は、従属請求項、明細書、および図面により明らかにされる。
【００１５】
発明者らは、機械的接合部をより柔軟に設計することで、製造における極めて高い精度の必要性を低減し、製造公差によって生じるばらつきによる影響を低減するという洞察に達した。発明者らは、パーツの剛性の低下は、目標とする接合力を達成できるように重なりを大きく設計することによって相殺できるという洞察にも達した。
【００１６】
重なりが大きく剛性が低い機械的接合部は、重なりが小さく剛性が高い接合部よりも、重なりのばらつきによる影響が少ない。したがって、玩具組立要素は、係合と解除の両方において、公差が大きくても締りばめ力のばらつきを同様に保つように製造することができる。あるいは、公差を維持することができ、その場合は力のばらつきが低減される。
【００１７】
第１態様によると、玩具組立システムの玩具組立要素が提供される。このシステムでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。前記玩具組立要素は、
・  上面と、底面と、前記玩具組立要素の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁とを有する本体部と、
・  前記上面から任意の高さで延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッドと、
・  結合スタッドが縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を前記底面に形成するために、前記玩具組立要素の内部で前記底面まで延在する少なくとも１つの管状突起と、を備え、
・  前記１つ以上の平坦な側壁は、前記玩具組立要素の前記内部を少なくとも部分的に画定し、前記上面と前記底面との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成し、
・  前記少なくとも１つの管状突起は前記平坦な側壁から分離されており、
・  前記少なくとも１つの管状突起は、前記底面まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁を有し、前記４つの接触壁は正方形に配置され、それぞれが前記側壁に対して４５°の角度に配置されており、これによって締りばめの柔軟性が向上する。
【００１８】
本発明の基礎となっている発明的洞察は、玩具組立要素間の機械的接合部を、可能な限り柔軟にし、かつ境界面における負荷に耐えることができるように設計することである。
【００１９】
接触壁を正方形に配置し、各接触壁を側壁に対して４５°の角度で配置し、スタッドと対応する接触壁との間の接触線が該接触壁の中央部にあるようにすることで、接触壁が中央で負荷を受ける「梁」となる。したがって、スタッドは接触壁が最も柔軟な点で接触壁と係合するため、締りばめに対する製造公差の影響が低減される。
【００２０】
ＷＯ２０１４００９３４５に開示されている玩具組立要素では、突起は環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。そのような形状の管状突起は非常に硬く、すなわち柔軟ではない。このチューブのスタッドとの接触線における外側表面は凸状であり、チューブ全体の形状により柔軟性のない係合体となっている。スタッドも同様であり、スタッドも環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。したがって、この先行技術では２つの非常に硬い物体が互いに係合するため、製造公差を極めて厳しくする必要があり、製造コストが増加する。先行技術および本玩具組立要素において、１つのブリックのスタッドと別のブリックの内側との間には常に３つの接触線がある。少なくとも１つの接触線は突起とスタッドとの係合によって形成され、少なくとも１つの接触線は側壁または該側壁から突出しているリブとスタッドとの係合によって形成される。３つ目の接触線は、スタッドと別の突起との間、またはスタッドと別の側壁との間のいずれであってもよい。２つの接触線はスタッドの周囲で９０°で離間し、残りの接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°で離間している。
【００２１】
第１態様の第１の可能な実装において、前記接触壁の少なくとも一部は略平坦、すなわち平面的である。
【００２２】
第１態様の第２の可能な実装において、前記接触壁の厚さは、スタッドの挿入時に前記接触壁にかかる曲げモーメントの分布に従う。
【００２３】
第１態様の第３の可能な実装において、１つの管状突起の前記４つの接触壁は共に開口部を画定し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによってはめ込まれる。
【００２４】
第１態様の第４の可能な実装において、前記内部に面する前記側壁の側面に、前記底面から前記上面へと延在する接触リブが設けられる。
【００２５】
第１態様の第５の可能な実装において、１つの接触壁は、２つの側壁または２つの接触リブと共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれ、および／または、１つの接触壁は、１つの側壁または１つの接触リブおよび別の管状突起の１つの接触壁と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。
【００２６】
第１態様の第６の可能な実装において、接触壁に関連しない接触線は前記リブとそれぞれ一致し、前記接触線は好ましくは前記結合スタッドの軸と平行に延在し、より好ましくは前記スタッドの高さ全体に延在する。
【００２７】
第１態様の第７の可能な実装において、前記３つの接触線のうち２つは前記結合スタッドの周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。
【００２８】
第１態様の第８の可能な実装において、管状突起の４つの接触壁は、前記接触壁間の隙間によって互いに離間されている。
【００２９】
第１態様の第９の可能な実装において、管状突起の前記４つの接触壁は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。
【００３０】
第１態様の第１０の可能な実装において、前記チューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。
【００３１】
第１態様の第１１の可能な実装において、前記玩具組立要素には少なくとも２つのチューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角で相互に連結されている。
【００３２】
第１態様の第１２の可能な実装において、前記チューブ同士の対向する角における肉厚は、前記チューブの他の角の肉厚と比較して減少させている。
【００３３】
第１態様の第１３の可能な実装において、前記チューブの前記肉厚は好ましくは、前記チューブの長さ方向にほぼ一定であり、前記チューブの外周に沿って変化する。
【００３４】
第１態様の第１４の可能な実装において、前記チューブに隣接する開口部内または前記チューブ内にスタッドを取り付ける際に前記チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。
【００３５】
第１態様の第１５の可能な実装において、スタッドの挿入による非永久的な変形に対して最大限の弾性、すなわち最大限の柔軟性を得るために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。
【００３６】
第１態様の第１６の可能な実装において、前記チューブの前記外周に沿った前記肉厚は、前記チューブの前記角において厚く、前記角間の範囲における中央部において厚く、前記チューブの前記外周の残りの範囲で薄い。
【００３７】
第１態様の第１７の可能な実装において、前記少なくとも１つの円筒形の結合スタッドは任意の外径を有し、１つの管状突起の対向する接触壁間の隙間のサイズは、前記外径よりやや小さい。
【００３８】
第１態様の第１８の可能な実装において、前記結合スタッドの円形の外形は、前記接触壁と前記側壁または前記側壁の内側のリブとの間にある前記開口部よりもやや大きい。
【００３９】
第１態様の第１９の可能な実装において、前記上面に、少なくとも２列の等間隔に設けられた結合スタッドが方眼パターンで配置される。
【００４０】
第１態様の第２０の可能な実装において、前記接触壁と前記側壁との間、または前記接触壁と前記内部に面する前記側壁の側面上のリブとの間に画定される開口部は、前記方眼パターンと一致するパターンで配置される。
【００４１】
第１態様の第２１の可能な実装において、前記平坦な側壁は互いに鋭い角を成して接する。
【００４２】
第１態様の第２２の可能な実装において、前記方眼パターンの前記結合スタッド間のピッチは８ｍｍである。
【００４３】
第１態様の第２３の可能な実装において、組立要素の前記底面から前記上面までの高さは９．６ｍｍである。
【００４４】
第１態様の第２４の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さは、前記組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。
【００４５】
第１態様の第２５の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅は、前記組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。
【００４６】
第１態様の第２６の可能な実装において、前記結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。
【００４７】
第１態様の第２７の可能な実装において、接触壁には、前記底面の前記接触壁端部から前記上面へと延在する接触リブが設けられている。接触壁上の接触リブは、好ましくは別の玩具組立要素のスタッドとの接触面となるように配置される。
【００４８】
第１態様の第２８の可能な実装において、前記結合スタッドは円筒面形状の連続的な当接面を有し、その母線は前記本体部の前記上面から前記結合スタッドの上部へとほぼ直角に延在する。
【００４９】
第１態様の第２９の可能な実装において、前記玩具組立要素は玩具組立ブリックである。
【００５０】
第２態様によると、前述の態様およびそれらの可能な実装の１つ以上による玩具組立要素を製造する方法が提供される。前記方法は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で前記玩具組立要素を射出成形することを含み、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。
【００５１】
第３態様によると、第１態様およびその任意の実装による玩具組立要素の製造に用いる成形用具が提供される。前記成形用具において、前記金型は少なくとも２つの金型部品を備え、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。
【００５２】
本発明における上記の態様や実装およびその他の態様や実装を、以下に説明する実施形態により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
以下に示す本開示の詳細な説明において、図面に示す例示的実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図１】図１は、一例示的実施形態による玩具組立要素をその上面を含めて示した立面図である。
【図２】図２は、図１の玩具組立要素をその底面を含めて示した立面図である。
【図３】図３は、別の玩具組立要素の結合スタッドが底面の開口部に挿入された、図１の玩具組立要素の底面図である。
【図４】図４は、別の玩具組立要素の結合スタッドが底面の別の開口部に挿入された、図３の玩具組立要素の底面図である。
【図５】図５は、別の例示的実施形態による玩具組立要素をその上面を含めて示した立面図である。
【図６】図６は、図５の玩具組立要素をその底面を含めて示した立面図である。
【図７】図７は、図５の玩具組立要素の底面図である。
【図８】図８は、図１または図５による玩具組立要素の詳細図である。
【図９】図９は、さらに別の例示的実施形態による別の玩具組立要素の底面図である。
【図１０】図１０は、別の実施形態の底面の詳細な立面図である。
【図１１】図１１は、図１０の玩具組立要素の詳細な底面図である。
【詳細説明】
【００５４】
図１から図４は、第１の例示的実施形態による玩具組立要素を様々な視点から示している。玩具組立要素１０は、玩具組立システムの一部である。このシステムでは、ある玩具組立要素１０の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素１０の結合スタッド１５間の締りばめを用いて、玩具組立要素１０を互いに取外し可能に結合できる。玩具組立要素１０はすべて同じ形状であってもよいが、異なる形状の玩具組立要素同士を組み立てることもできる。玩具組立要素は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で射出成形することによって製造される。
【００５５】
玩具組立要素１０は、上面１３と、底面１２と、玩具組立要素１０の外周に延在する１つ以上の側壁１４とを有する本体部を有する。上面１３は底面１２と対向し、側壁１４は上面１３と底面１２を連結している。側壁１４は互いに直角に連結され、９０°の鋭い角を形成する。
【００５６】
図１から図４に示す実施形態の玩具組立要素は、直方体の本体を有する玩具組立ブリックである。
【００５７】
側面１４は上面と底面の間の高さＨ全体に延在する。側面１４は、玩具組立要素１０の長辺に沿った長さＬを有し、短辺に沿った幅Ｗを有する。
【００５８】
本実施形態による玩具組立要素１０の上面１３には、２×４列の結合スタッド１５が方眼パターンで等間隔に設けられている。側壁１４の内部表面には、それぞれ底面から上面１３へと延在する複数のリブ１６が設けられている。リブ１６は、側壁の内部表面から突出している。
【００５９】
玩具組立要素１０の本体の角それぞれの近くに２つのリブ１６が設けられている。本実施形態による玩具組立要素１０において、長辺の側壁１４の内側の想像線上に追加のリブ１６が設けられている。この想像線は、長辺の側壁１４に対して直角に延在し、２つの隣り合う突起２０の中心間の中央を通る。
【００６０】
平坦な側壁１４は、玩具組立要素１０の内部１９を少なくとも部分的に画定する。本実施形態による玩具組立要素１０には、内部１９の内側に延在する３つの管状突起２０が設けられている。これらの管状突起２０は上面１３から底面１２へと延在する。一実施形態において、管状突起２０は、管状突起２０の自由端が底面１２と同じ高さになるように底面１２まで延在する。別の実施形態において、突起２０はほぼ底面１２まで延在する。
【００６１】
管状突起２０は４つの略平坦な接触壁２２を有し、これらの接触壁２２は上面１３から底面１２まで垂直に延在する。これら４つの接触壁２２は正方形に配置され、それぞれが側壁１４に対して４５°の角度に配置されている。したがって、２つの接触壁２２ペアが互いに対向し、各ペアは他のペアに対して９０°に配置されている。
【００６２】
本実施形態において、管状突起２０の４つの接触壁２２は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。このチューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。本実施形態において、玩具組立要素１０には３つのチューブが設けられており、隣接する該チューブ同士は対向する角で相互に連結されている。隣接するチューブ間の連結部は、チューブの厚さを隣接する角２４で減少させることによって形成された狭いブリッジ部２８によって形成される。これによって、チューブ間の連結部の肉厚が必要以上に厚くならず、かつ玩具組立要素１０を製造する射出成形プロセスで成形可能になる。互いに接する角２４において肉厚を減少させた結果、切欠き２９が設けられる。チューブ同士の対向する角２４における肉厚は、該チューブの他の角２４の肉厚と比較して減少させている。
【００６３】
チューブの肉厚は、一実施形態において、上面１３から底面１２へと見た場合のチューブの長さ方向に減少させ、射出成形プロセスの最後に金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。側壁１４の肉厚も同様に上面から底面の方向に減少させ、金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。玩具組立要素１０の各部の抜き勾配は図１１において最もよく示されている。
【００６４】
チューブの肉厚は、一実施形態において、チューブの外周に沿って変化する。図８に示すように、チューブの肉厚は、チューブの角２４において厚く、チューブの角２４間の範囲における中央部２６において厚く、チューブ２５の外周の残りの範囲で薄くなっている。したがって、チューブの肉厚は、接触壁の中央部２６と角２４との間の領域において最も薄くなる。これにより、関係する接触壁２２に近接した開口部に挿入されるスタッドによって押される、該チューブ範囲の中央部２６にかかる応力が均等に分散される。
【００６５】
突起／チューブ２０は、結合スタッド１５が締りばめによってはめ込まれる、底面１２の開口部を形成するようなサイズおよび形状である。別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の上部に示すように、１つの接触壁２２と、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。あるいは、別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の下部に示すように、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。
【００６６】
図３の上部に示すように、１つの突起２０の４つの接触壁２２は共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって４つの接触線を有してはめ込まれる。ここで、対向する接触壁２２の表面間の距離ｄは、別の玩具組立要素１０のスタッド１５の直径Ｄよりやや小さくなるように選択される。
【００６７】
図４の上部に示すように、１つの接触壁２２は２つの接触リブ１６と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。図４の下部に示すように、１つの接触壁２２は１つのリブ１６および別の突起２０の１つの接触壁２２と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。
【００６８】
接触壁２２に関連しない接触線はリブ１６とそれぞれ一致する。これらの接触線は好ましくは結合スタッド１５の軸と平行に延在し、より好ましくは結合スタッド１５の高さ全体に延在する。
【００６９】
チューブの中心に挿入されないスタッド１５の場合、３つの接触線のうち２つは結合スタッド１５の周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。チューブの中心に挿入されるスタッド１５の場合、９０°の角度で均等に分散された４つの接触線を有する。
【００７０】
チューブに隣接する開口部内またはチューブ内にスタッド１５を取り付ける際に該チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。また、スタッド１５の挿入による変形に対して最大限の弾性を得るために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。
【００７１】
結合スタッド１５の円形の外形は、接触壁２２と、側壁１４の内側のリブ１６との間にある開口部よりもやや大きい。
【００７２】
図５から図７は、玩具組立要素１０の別の例示的実施形態を示している。この実施形態は、図１から図４に示した玩具組立要素と基本的に同じであるが、玩具組立要素１０の上面１３のスタッド１５が２×２列のみであることと、玩具組立要素１０の内部の突起２０が１つのみであるという点が異なる。
【００７３】
２×２列のスタッド１５および４×２列のスタッドを方眼状に配置した玩具組立要素１０を前述の実施形態でそれぞれ示した。しかしながら、玩具組立要素１０は、上面１３に、少なくとも２×２列の等間隔に設けられた結合スタッド１５を方眼パターンで配置することができ、いずれの方向の列数にも上限はない。接触壁２２と、内部１９に面する側壁の側面上のリブ１６との間に画定される開口部は、上面１３のスタッド１５の方眼パターンと一致するパターンで配置され、突起２０の数とそれらの配置はそのパターンに応じて調整される。
【００７４】
一実施形態において、方眼パターンの結合スタッド１５間のピッチは８ｍｍである。一実施形態において、組立要素の底面から上面までの高さＨは９．６ｍｍである。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さＬは、組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅Ｗは、組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。
【００７５】
図９に示した一例示的実施形態において、突起２０の４つの接触壁２２は、接触壁２２間の隙間２９によって互いに離間されている。それ以外の点では、本実施形態の突起２０は前述の他の実施形態と同様に機能する。
【００７６】
図１０および図１１の例示的実施形態において、各接触壁２２には接触リブ１７が設けられている。接触リブ１７は、底面の接触壁２２端部から上面へと延在する。接触壁２２上の接触リブ１７は、好ましくは別の玩具組立要素１０のスタッド１５との接触面となるように配置される。本実施形態において、リブ１７は、別の玩具組立要素１０のスタッド１５と接触する、接触壁２２の接触面を形成する。
【００７７】
玩具組立要素１０は任意の方法で製造される。この方法には、少なくとも２つの金型部品を備える金型（図示しない）で玩具組立要素１０を射出成形することが含まれる。２つの金型部品のうち１つは、玩具組立要素１０の内面を成形する金型コアである。この金型コアは、少なくとも１つの突起２０を形成するための窪みを有する。
【００７８】
図面に示した玩具組立要素１０はブリック１０として描かれているが、より薄い要素、すなわち高さＨが低い、例えば板のような玩具組立要素などであってもよい。
【００７９】
上記の様々な実施形態によって本発明を説明したが、開示した実施形態に対する他の変形は、図面、開示内容、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、請求項記載の発明を実施する際に当業者により理解され行われることのできるものである。特許請求の範囲において、「有する、備える」という文言はその他の要素またはステップを排除せず、単数表現は複数を排除しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという事実のみでは、これらの手段の組み合わせが有効に使用されないことにはならない。特許請求の範囲における参照符号は、その範囲を限定するものと解釈してはならない。
【図１】
2019529011.tif 000003
【図２】
2019529011.tif 000004
【図３】
2019529011.tif 000005
【図４】
2019529011.tif 000006
【図５】
2019529011.tif 000007
【図６】
2019529011.tif 000008
【図７】
2019529011.tif 000009
【図８】
2019529011.tif 000010
【図９】
2019529011.tif 000011
【図１０】
2019529011.tif 000012
【図１１】
2019529011.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月29日(2019.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある玩具組立要素（１０）の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素（１０）の結合スタッド（１５）間の締りばめを用いて、玩具組立要素（１０）を互いに取外し可能に結合できる玩具組立システムの玩具組立要素（１０）であって、
・  上面（１３）と、底面（１２）と、前記玩具組立要素（１０）の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁（１４）とを有する本体部と、
・  前記上面（１３）から任意の高さ（ｈ）で延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッド（１５）と、
・  結合スタッド（１５）が前記縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を前記底面（１２）に形成するために、前記玩具組立要素の内部（１９）で前記底面（１２）まで延在する少なくとも１つの管状突起（２０）と、を備え、
・  前記１つ以上の平坦な側壁（１４）は、前記玩具組立要素の前記内部（１９）を少なくとも部分的に画定し、前記上面（１３）と前記底面（１２）との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成し、
・  前記少なくとも１つの管状突起（２０）は前記平坦な側壁（１４）から分離されており、
・  前記内部（１９）に面する前記側壁（１４）の側面に、前記底面（１２）から前記上面（１３）へと延在する接触リブ（１６）が設けられることができ、
・  前記少なくとも１つの管状突起（２０）は、前記底面（１２）まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁（２２）を有し、前記４つの接触壁（２２）は正方形に配置され、それぞれが前記側壁（１４）に対して４５°の角度に配置され、管状突起（２０）の前記４つの接触壁（２２）は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成し、
・  １つの接触壁（２２）は、２つの側壁（１４）または２つの接触リブ（１６）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれ、および／または、１つの接触壁（２２）は、１つの側壁（１４）または１つの接触リブ（１６）および別の管状突起（２０）の１つの接触壁（２２）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる、
玩具組立要素（１０）。
【請求項２】
ある管状突起（２０）の前記４つの接触壁（２２）は共に開口部を画定し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによってはめ込まれる、請求項１に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項３】
前記チューブの前記断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい、請求項１または２に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項４】
少なくとも２つの前記チューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角（２４）で相互に連結されている、請求項２または３に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項５】
少なくとも２つの前記チューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角（２４）で相互に連結されており、前記チューブの他の角（２４）は何とも相互に連結されておらず、
前記チューブの前記相互に連結された角（２４）における肉厚は、前記チューブの前記他の角（２４）の肉厚と比較して減少させている、
請求項４に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項６】
前記チューブに隣接する開口部内または前記チューブ内にスタッド（１５）を取り付ける際に前記チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、前記チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる、請求項５に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項７】
スタッド（１５）の挿入による変形に対して弾性を得るために、前記チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる、請求項５または６に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項８】
前記チューブの前記外周に沿った前記肉厚は、前記チューブの前記角（２４）において厚く、前記角（２４）間の範囲における中央部（２６）において厚く、前記チューブの前記外周の残りの範囲で薄い、請求項６または７に記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの円筒形の結合スタッド（１５）は任意の外径（Ｄ）を有し、
１つの管状突起（２０）の対向する接触壁（２２）間の隙間のサイズ（ｄ）は、前記外径（Ｄ）よりやや小さい、請求項１から８のいずれかに記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項１０】
前記結合スタッド（１５）の円形の外形は、前記接触壁（２２）と、前記側壁（１４）または前記側壁（１４）の内側の前記リブ（１６）との間にある前記開口部よりもやや大きい、請求項１から９のいずれかに記載の玩具組立要素（１０）。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の玩具組立要素（１０）を製造する方法であって、
少なくとも２つの金型部品を備える金型で前記玩具組立要素（１０）を射出成形することを含み、
前記２つの金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素（１０）の内面を成形する金型コアであり、
前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起（２０）を形成するための窪みを有する、
方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の玩具組立要素（１０）のための成形用具であって、
前記金型は少なくとも２つの金型部品を備え、
前記２つの金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素（１０）の内面を成形する金型コアであり、
前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起（２０）を形成するための窪みを有する、
成形用具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる玩具組立システムの玩具組立要素に関する。
【背景】
【０００２】
レゴグループは、レゴ（登録商標）玩具組立システムセットを製造および販売している。このセットでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。
【０００３】
ほとんどのレゴ（登録商標）玩具組立要素（ピース）には、上部にある結合スタッドと、内側にあって上部から下方に延在するチューブという２つの基本要素がある。１つのピースの結合スタッドは、チューブと壁部または壁部からの突起との間の空間よりもやや大きい。ピース同士が押し付けられると、結合スタッドが壁部を外側へと、チューブを内側へと押す。材料に弾性があり、元の形状を維持しようとするため、壁部とチューブが結合スタッドを押し返す。この過程において結合スタッドはわずかに変形するが、剛性が高いので、壁部の外側への押出しとチューブの内側への押込みと比べると、結合スタッドの変形は小さい。摩擦により、２つのピースが滑って外れることが防がれる。このスタッドアンドチューブ結合システムでは締りばめを用いる。締りばめとは、２つのパーツ間の固い、摩擦ベースの連結であり、追加の締結具を用いない。円筒形の結合スタッドは、玩具組立要素の上部の上方に任意の高さで延在する。内部のチューブおよび内部のリブは、締りばめによって結合スタッドと係合するように設けられている。これによって、ブリックを互いに取外し可能に結合することができる。
【０００４】
基本的なレゴ（登録商標）組立ピースは、例えば、２×２プレートおよび２×４プレート、２×２ブリックおよび２×４ブリックなどであるが、これらは網羅的ではなく、多種多様なサイズや形状であってもよい。
【０００５】
レゴ（登録商標）玩具組立要素は、元は、主にアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を含有するプラスチック粒状物である。自動射出成形プロセスによって、これらの粒状物を、例えばブリックやプレートなどの玩具組立要素へと成形する。レゴ（登録商標）玩具組立要素の製造には、高温と、強力な大型射出成形装置が必要とされる。射出成形装置は、粒状物を最高温度２３２℃で溶融させ、溶融ＡＢＳを金型に流し込み、２５トンから１５０トンの圧力をかける。約７秒後、新しい玩具組立要素が冷却され、コンベアへと落とされる。これらの玩具組立要素はコンベアの終点で容器へと落とされる。
【０００６】
このような玩具組立要素の製造プロセスにおける主要なコスト要素は、比較的高い精度と小さい公差で製造しなければならないことである。これは、２つの玩具組立要素間で確実な締りばめを得るためである。すなわち、同じ力で締りばめが係合または解除され、限度内で同じ状態を保つことを確実にするためであり、使い古した玩具組立要素であっても、例えば温度などが異なる状況下、および２つの玩具組立要素間で係合されるスタッドの数が異なる状況下であっても、これを確実にするためである。
【０００７】
構成要素の製造にはばらつきが伴う。構成要素は、各寸法に一定の公差を考慮して設計される。公差は、所定の寸法において許容可能なばらつきの大きさに関する仕様である。公差が厳しい構成要素は、一般的に製造によりコストがかかる。射出成形される構成要素の場合、このコスト高は、より高い精度の金型、より長いサイクル時間、および概してより高度な製造技術が必要とされるためである。
【０００８】
パーツ間における幾何学的重なりによりパーツ間の接触力が確保される場合、機械的接合部は圧力ばめとして設計されることが多い。そのような機械的接合部では、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じることがある。この関係は、構成要素の剛性によって定められる。
【０００９】
例えばレゴ（登録商標）玩具組立システムからなどの玩具組立要素は、重なりの小さなばらつきにより接触力の大きなばらつきが生じるため、極めて高精度の製造が求められる。
【００１０】
ＷＯ２０１４００９３４５には、請求項１の第一段落に記載の玩具組立要素が開示されている。
【００１１】
ＧＢ９３５３０８には玩具組立ブロックが開示されている。該玩具組立ブロックは、一方の面が開放されている空洞ブロックであり、該開放面の反対側の閉塞面上に外側に突出する組立スタッドを備え、該ブロックの中空内にリブの矩形の格子を備える。これらのリブは、隣接ブロックの組立スタッドを係合させる面を提供する。該リブは、該ブロックの端壁および側壁に４５度の角度で設けられ、隣接する２つの平行なリブ間の距離は、併置された同様の組立要素の組立スタッドに該リブがぴったりと係合するような距離である。該リブの矩形の格子が該端壁および側壁に取り付けられることで、該玩具組立ブロックおよび該リブの矩形の格子の全体的な剛性が向上する。
【００１２】
ＷＯ９８１１９６８には組立玩具セットが開示されている。該組立玩具セットは、二次元で規則的に配置された結合スタッドを有する第１タイプ組立要素であって、該結合スタッドが互いに直角な２つの主方向に配列され、該主方向に対して対角線をとる方向に対角列をも形成する第１タイプ組立要素と、該第１タイプ組立要素と相互接続するための第２タイプ組立要素と、を備える。該第２タイプ組立要素は、結合手段を備えて中空部を構成する平行結合壁の対を有し、該結合手段は、該結合壁が該結合スタッドの主方向列間に配置されるようにして、第１タイプ組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する。該組立セットは、第１タイプ組立要素と相互に接続する第３タイプ組立要素をさらに備え、該第１タイプ組立要素は、他の組立要素の結合スタッドを脱着可能に受容する結合手段を備えて中空部を構成する平行結合スカートの対を有する。該結合スカートは、結合スタッドの対角列間に対角線方向に配置される。
【００１３】
目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、製造公差にあまり影響されない玩具組立要素を提供することである。あるいは、目的は、締りばめの信頼性を維持しつつ、より大きい製造公差を許容する玩具組立要素、または現在の製造公差で締りばめの信頼性を向上する玩具組立要素を提供することである。
【摘要】
【００１４】
前記およびその他の目的は、独立請求項に示す特徴により達成される。さらなる実施の形態は、従属請求項、明細書、および図面により明らかにされる。
【００１５】
発明者らは、機械的接合部をより柔軟に設計することで、製造における極めて高い精度の必要性を低減し、製造公差によって生じるばらつきによる影響を低減するという洞察に達した。発明者らは、パーツの剛性の低下は、目標とする接合力を達成できるように重なりを大きく設計することによって相殺できるという洞察にも達した。
【００１６】
重なりが大きく剛性が低い機械的接合部は、重なりが小さく剛性が高い接合部よりも、重なりのばらつきによる影響が少ない。したがって、玩具組立要素は、係合と解除の両方において、公差が大きくても締りばめ力のばらつきを同様に保つように製造することができる。あるいは、公差を維持することができ、その場合は力のばらつきが低減される。
【００１７】
第１態様によると、玩具組立システムの玩具組立要素が提供される。このシステムでは、ある玩具組立要素の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素の結合スタッド間の締りばめを用いて、玩具組立要素を互いに取外し可能に結合できる。前記玩具組立要素は、
・  上面と、底面と、前記玩具組立要素の外周に延在する１つ以上の平坦な側壁とを有する本体部と、
・  前記上面から任意の高さで延在する少なくとも１つの円筒形の結合スタッドと、
・  結合スタッドが縛りばめによってはめ込まれる少なくとも１つの開口部を前記底面に形成するために、前記玩具組立要素の内部で前記底面まで延在する少なくとも１つの管状突起と、を備え、
・  前記１つ以上の平坦な側壁は、前記玩具組立要素の前記内部を少なくとも部分的に画定し、前記上面と前記底面との間に延在し、互いに直角に連結されて鋭い角を形成し、
・  前記少なくとも１つの管状突起は前記平坦な側壁から分離されており、
・  前記内部（１９）に面する前記側壁（１４）の側面に、前記底面（１２）から前記上面（１３）へと延在する接触リブ（１６）が設けられることができ、
・  前記少なくとも１つの管状突起は、前記底面まで垂直に延在する４つの略平坦な接触壁を有し、前記４つの接触壁は正方形に配置され、それぞれが前記側壁に対して４５°の角度に配置されており、これによって締りばめの柔軟性が向上する。
更に、管状突起（２０）の前記４つの接触壁（２２）は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成し、
１つの接触壁（２２）は、２つの側壁（１４）または２つの接触リブ（１６）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれ、および／または、１つの接触壁（２２）は、１つの側壁（１４）または１つの接触リブ（１６）および別の管状突起（２０）の１つの接触壁（２２）と共に開口部を形成し、前記開口部には結合スタッド（１５）が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。
【００１８】
本発明の基礎となっている発明的洞察は、玩具組立要素間の機械的接合部を、可能な限り柔軟にし、かつ境界面における負荷に耐えることができるように設計することである。
【００１９】
接触壁を正方形に配置し、各接触壁を側壁に対して４５°の角度で配置し、スタッドと対応する接触壁との間の接触線が該接触壁の中央部にあるようにすることで、接触壁が中央で負荷を受ける「梁」となる。したがって、スタッドは接触壁が最も柔軟な点で接触壁と係合するため、締りばめに対する製造公差の影響が低減される。
【００２０】
ＷＯ２０１４００９３４５に開示されている玩具組立要素では、突起は環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。そのような形状の管状突起は非常に硬く、すなわち柔軟ではない。このチューブのスタッドとの接触線における外側表面は凸状であり、チューブ全体の形状により柔軟性のない係合体となっている。スタッドも同様であり、スタッドも環状の断面を有するチューブであり、該チューブの外側表面は円筒形である。したがって、この先行技術では２つの非常に硬い物体が互いに係合するため、製造公差を極めて厳しくする必要があり、製造コストが増加する。先行技術および本玩具組立要素において、１つのブリックのスタッドと別のブリックの内側との間には常に３つの接触線がある。少なくとも１つの接触線は突起とスタッドとの係合によって形成され、少なくとも１つの接触線は側壁または該側壁から突出しているリブとスタッドとの係合によって形成される。３つ目の接触線は、スタッドと別の突起との間、またはスタッドと別の側壁との間のいずれであってもよい。２つの接触線はスタッドの周囲で９０°で離間し、残りの接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°で離間している。
【００２１】
第１態様の第１の可能な実装において、前記接触壁の少なくとも一部は略平坦、すなわち平面的である。
【００２２】
第１態様の第２の可能な実装において、前記接触壁の厚さは、スタッドの挿入時に前記接触壁にかかる曲げモーメントの分布に従う。
【００２３】
第１態様の第３の可能な実装において、１つの管状突起の前記４つの接触壁は共に開口部を画定し、前記開口部には結合スタッドが締りばめによってはめ込まれる。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
第１態様の第６の可能な実装において、接触壁に関連しない接触線は前記リブとそれぞれ一致し、前記接触線は好ましくは前記結合スタッドの軸と平行に延在し、より好ましくは前記スタッドの高さ全体に延在する。
【００２７】
第１態様の第７の可能な実装において、前記３つの接触線のうち２つは前記結合スタッドの周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。
【００２８】
第１態様の第８の可能な実装において、管状突起の４つの接触壁は、前記接触壁間の隙間によって互いに離間されている。
【００２９】
第１態様の第９の可能な実装において、管状突起の前記４つの接触壁は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。
【００３０】
第１態様の第１０の可能な実装において、前記チューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。
【００３１】
第１態様の第１１の可能な実装において、前記玩具組立要素には少なくとも２つのチューブが設けられており、隣接するチューブ同士は対向する角で相互に連結されている。
【００３２】
第１態様の第１２の可能な実装において、前記チューブ同士の対向する角における肉厚は、前記チューブの他の角の肉厚と比較して減少させている。
【００３３】
第１態様の第１３の可能な実装において、前記チューブの前記肉厚は好ましくは、前記チューブの長さ方向にほぼ一定であり、前記チューブの外周に沿って変化する。
【００３４】
第１態様の第１４の可能な実装において、前記チューブに隣接する開口部内または前記チューブ内にスタッドを取り付ける際に前記チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。
【００３５】
第１態様の第１５の可能な実装において、スタッドの挿入による非永久的な変形に対して最大限の弾性、すなわち最大限の柔軟性を得るために、前記チューブの前記肉厚をその外周に沿って変化させる。
【００３６】
第１態様の第１６の可能な実装において、前記チューブの前記外周に沿った前記肉厚は、前記チューブの前記角において厚く、前記角間の範囲における中央部において厚く、前記チューブの前記外周の残りの範囲で薄い。
【００３７】
第１態様の第１７の可能な実装において、前記少なくとも１つの円筒形の結合スタッドは任意の外径を有し、１つの管状突起の対向する接触壁間の隙間のサイズは、前記外径よりやや小さい。
【００３８】
第１態様の第１８の可能な実装において、前記結合スタッドの円形の外形は、前記接触壁と前記側壁または前記側壁の内側のリブとの間にある前記開口部よりもやや大きい。
【００３９】
第１態様の第１９の可能な実装において、前記上面に、少なくとも２列の等間隔に設けられた結合スタッドが方眼パターンで配置される。
【００４０】
第１態様の第２０の可能な実装において、前記接触壁と前記側壁との間、または前記接触壁と前記内部に面する前記側壁の側面上のリブとの間に画定される開口部は、前記方眼パターンと一致するパターンで配置される。
【００４１】
第１態様の第２１の可能な実装において、前記平坦な側壁は互いに鋭い角を成して接する。
【００４２】
第１態様の第２２の可能な実装において、前記方眼パターンの前記結合スタッド間のピッチは８ｍｍである。
【００４３】
第１態様の第２３の可能な実装において、組立要素の前記底面から前記上面までの高さは９．６ｍｍである。
【００４４】
第１態様の第２４の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さは、前記組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。
【００４５】
第１態様の第２５の可能な実装において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅は、前記組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。
【００４６】
第１態様の第２６の可能な実装において、前記結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。
【００４７】
第１態様の第２７の可能な実装において、接触壁には、前記底面の前記接触壁端部から前記上面へと延在する接触リブが設けられている。接触壁上の接触リブは、好ましくは別の玩具組立要素のスタッドとの接触面となるように配置される。
【００４８】
第１態様の第２８の可能な実装において、前記結合スタッドは円筒面形状の連続的な当接面を有し、その母線は前記本体部の前記上面から前記結合スタッドの上部へとほぼ直角に延在する。
【００４９】
第１態様の第２９の可能な実装において、前記玩具組立要素は玩具組立ブリックである。
【００５０】
第２態様によると、前述の態様およびそれらの可能な実装の１つ以上による玩具組立要素を製造する方法が提供される。前記方法は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で前記玩具組立要素を射出成形することを含み、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。
【００５１】
第３態様によると、第１態様およびその任意の実装による玩具組立要素の製造に用いる成形用具が提供される。前記成形用具において、前記金型は少なくとも２つの金型部品を備え、前記金型部品のうち１つは、前記玩具組立要素の内面を成形する金型コアであり、前記金型コアは、前記少なくとも１つの管状突起を形成するための窪みを有する。
【００５２】
本発明における上記の態様や実装およびその他の態様や実装を、以下に説明する実施形態により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
以下に示す本開示の詳細な説明において、図面に示す例示的実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図１】図１は、一例示的実施形態による玩具組立要素をその上面を含めて示した立面図である。
【図２】図２は、図１の玩具組立要素をその底面を含めて示した立面図である。
【図３】図３は、別の玩具組立要素の結合スタッドが底面の開口部に挿入された、図１の玩具組立要素の底面図である。
【図４】図４は、別の玩具組立要素の結合スタッドが底面の別の開口部に挿入された、図３の玩具組立要素の底面図である。
【図５】図５は、別の例示的実施形態による玩具組立要素をその上面を含めて示した立面図である。
【図６】図６は、図５の玩具組立要素をその底面を含めて示した立面図である。
【図７】図７は、図５の玩具組立要素の底面図である。
【図８】図８は、図１または図５による玩具組立要素の詳細図である。
【図９】図９は、別の実施形態の底面の詳細な立面図である。
【図１０】図１０は、図９の玩具組立要素の詳細な底面図である。
【詳細説明】
【００５４】
図１から図４は、第１の例示的実施形態による玩具組立要素を様々な視点から示している。玩具組立要素１０は、玩具組立システムの一部である。このシステムでは、ある玩具組立要素１０の対応する開口部に挿入された別の玩具組立要素１０の結合スタッド１５間の締りばめを用いて、玩具組立要素１０を互いに取外し可能に結合できる。玩具組立要素１０はすべて同じ形状であってもよいが、異なる形状の玩具組立要素同士を組み立てることもできる。玩具組立要素は、少なくとも２つの金型部品を備える金型で射出成形することによって製造される。
【００５５】
玩具組立要素１０は、上面１３と、底面１２と、玩具組立要素１０の外周に延在する１つ以上の側壁１４とを有する本体部を有する。上面１３は底面１２と対向し、側壁１４は上面１３と底面１２を連結している。側壁１４は互いに直角に連結され、９０°の鋭い角を形成する。
【００５６】
図１から図４に示す実施形態の玩具組立要素は、直方体の本体を有する玩具組立ブリックである。
【００５７】
側面１４は上面と底面の間の高さＨ全体に延在する。側面１４は、玩具組立要素１０の長辺に沿った長さＬを有し、短辺に沿った幅Ｗを有する。
【００５８】
本実施形態による玩具組立要素１０の上面１３には、２×４列の結合スタッド１５が方眼パターンで等間隔に設けられている。側壁１４の内部表面には、それぞれ底面から上面１３へと延在する複数のリブ１６が設けられている。リブ１６は、側壁の内部表面から突出している。
【００５９】
玩具組立要素１０の本体の角それぞれの近くに２つのリブ１６が設けられている。本実施形態による玩具組立要素１０において、長辺の側壁１４の内側の想像線上に追加のリブ１６が設けられている。この想像線は、長辺の側壁１４に対して直角に延在し、２つの隣り合う突起２０の中心間の中央を通る。
【００６０】
平坦な側壁１４は、玩具組立要素１０の内部１９を少なくとも部分的に画定する。本実施形態による玩具組立要素１０には、内部１９の内側に延在する３つの管状突起２０が設けられている。これらの管状突起２０は上面１３から底面１２へと延在する。一実施形態において、管状突起２０は、管状突起２０の自由端が底面１２と同じ高さになるように底面１２まで延在する。別の実施形態において、突起２０はほぼ底面１２まで延在する。
【００６１】
管状突起２０は４つの略平坦な接触壁２２を有し、これらの接触壁２２は上面１３から底面１２まで垂直に延在する。これら４つの接触壁２２は正方形に配置され、それぞれが側壁１４に対して４５°の角度に配置されている。したがって、２つの接触壁２２ペアが互いに対向し、各ペアは他のペアに対して９０°に配置されている。
【００６２】
本実施形態において、管状突起２０の４つの接触壁２２は互いに連結されて正方形の断面外形を有するチューブを形成している。このチューブの断面外形は、丸みのある正方形、角が丸められた正方形、またはスクエアクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）に類似しているか等しい。本実施形態において、玩具組立要素１０には３つのチューブが設けられており、隣接する該チューブ同士は対向する角で相互に連結されている。隣接するチューブ間の連結部は、チューブの厚さを隣接する角２４で減少させることによって形成された狭いブリッジ部２８によって形成される。これによって、チューブ間の連結部の肉厚が必要以上に厚くならず、かつ玩具組立要素１０を製造する射出成形プロセスで成形可能になる。互いに接する角２４において肉厚を減少させた結果、切欠き２９が設けられる。チューブ同士の対向する角２４における肉厚は、該チューブの他の角２４の肉厚と比較して減少させている。
【００６３】
チューブの肉厚は、一実施形態において、上面１３から底面１２へと見た場合のチューブの長さ方向に減少させ、射出成形プロセスの最後に金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。側壁１４の肉厚も同様に上面から底面の方向に減少させ、金型から玩具組立要素１０を取り出すための抜き勾配を設ける。玩具組立要素１０の各部の抜き勾配は図１１において最もよく示されている。
【００６４】
チューブの肉厚は、一実施形態において、チューブの外周に沿って変化する。図８に示すように、チューブの肉厚は、チューブの角２４において厚く、チューブの角２４間の範囲における中央部２６において厚く、チューブ２５の外周の残りの範囲で薄くなっている。したがって、チューブの肉厚は、接触壁の中央部２６と角２４との間の領域において最も薄くなる。これにより、関係する接触壁２２に近接した開口部に挿入されるスタッドによって押される、該チューブ範囲の中央部２６にかかる応力が均等に分散される。
【００６５】
突起／チューブ２０は、結合スタッド１５が締りばめによってはめ込まれる、底面１２の開口部を形成するようなサイズおよび形状である。別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の上部に示すように、１つの接触壁２２と、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。あるいは、別の組立要素１０のスタッド１５の締りばめに適切なサイズを有する開口部は、図４の下部に示すように、玩具組立要素１０の角に関連する２つのリブ１６とによって形成される。
【００６６】
図３の上部に示すように、１つの突起２０の４つの接触壁２２は共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって４つの接触線を有してはめ込まれる。ここで、対向する接触壁２２の表面間の距離ｄは、別の玩具組立要素１０のスタッド１５の直径Ｄよりやや小さくなるように選択される。
【００６７】
図４の上部に示すように、１つの接触壁２２は２つの接触リブ１６と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。図４の下部に示すように、１つの接触壁２２は１つのリブ１６および別の突起２０の１つの接触壁２２と共に開口部を画定する。この開口部には、結合スタッド１５が締りばめによって３つの接触線を有してはめ込まれる。
【００６８】
接触壁２２に関連しない接触線はリブ１６とそれぞれ一致する。これらの接触線は好ましくは結合スタッド１５の軸と平行に延在し、より好ましくは結合スタッド１５の高さ全体に延在する。
【００６９】
チューブの中心に挿入されないスタッド１５の場合、３つの接触線のうち２つは結合スタッド１５の周囲で９０°の角度方向に互いに離間し、３つ目の接触線は他の２つの接触線それぞれから１３５°度の角度で離間している。チューブの中心に挿入されるスタッド１５の場合、９０°の角度で均等に分散された４つの接触線を有する。
【００７０】
チューブに隣接する開口部内またはチューブ内にスタッド１５を取り付ける際に該チューブ内の応力レベルを均一に分散させるために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。また、スタッド１５の挿入による変形に対して最大限の弾性を得るために、該チューブの肉厚をその外周に沿って変化させる。
【００７１】
結合スタッド１５の円形の外形は、接触壁２２と、側壁１４の内側のリブ１６との間にある開口部よりもやや大きい。
【００７２】
図５から図７は、玩具組立要素１０の別の例示的実施形態を示している。この実施形態は、図１から図４に示した玩具組立要素と基本的に同じであるが、玩具組立要素１０の上面１３のスタッド１５が２×２列のみであることと、玩具組立要素１０の内部の突起２０が１つのみであるという点が異なる。
【００７３】
２×２列のスタッド１５および４×２列のスタッドを方眼状に配置した玩具組立要素１０を前述の実施形態でそれぞれ示した。しかしながら、玩具組立要素１０は、上面１３に、少なくとも２×２列の等間隔に設けられた結合スタッド１５を方眼パターンで配置することができ、いずれの方向の列数にも上限はない。接触壁２２と、内部１９に面する側壁の側面上のリブ１６との間に画定される開口部は、上面１３のスタッド１５の方眼パターンと一致するパターンで配置され、突起２０の数とそれらの配置はそのパターンに応じて調整される。
【００７４】
一実施形態において、方眼パターンの結合スタッド１５間のピッチは８ｍｍである。一実施形態において、組立要素の底面から上面までの高さＨは９．６ｍｍである。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の長さＬは、組立要素の長さに沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、上面および底面の外形が矩形である組立要素の幅Ｗは、組立要素の幅に沿った結合スタッドの数に８ｍｍを掛け、その積から０．２ｍｍを引いた値に等しい。一実施形態において、結合スタッドの直径Ｄは４．９ｍｍである。
【００７５】
【００７６】
図９および図１０の例示的実施形態において、各接触壁２２には接触リブ１７が設けられている。接触リブ１７は、底面の接触壁２２端部から上面へと延在する。接触壁２２上の接触リブ１７は、好ましくは別の玩具組立要素１０のスタッド１５との接触面となるように配置される。本実施形態において、リブ１７は、別の玩具組立要素１０のスタッド１５と接触する、接触壁２２の接触面を形成する。
【００７７】
玩具組立要素１０は任意の方法で製造される。この方法には、少なくとも２つの金型部品を備える金型（図示しない）で玩具組立要素１０を射出成形することが含まれる。２つの金型部品のうち１つは、玩具組立要素１０の内面を成形する金型コアである。この金型コアは、少なくとも１つの突起２０を形成するための窪みを有する。
【００７８】
図面に示した玩具組立要素１０はブリック１０として描かれているが、より薄い要素、すなわち高さＨが低い、例えば板のような玩具組立要素などであってもよい。
【００７９】
上記の様々な実施形態によって本発明を説明したが、開示した実施形態に対する他の変形は、図面、開示内容、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、請求項記載の発明を実施する際に当業者により理解され行われることのできるものである。特許請求の範囲において、「有する、備える」という文言はその他の要素またはステップを排除せず、単数表現は複数を排除しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという事実のみでは、これらの手段の組み合わせが有効に使用されないことにはならない。特許請求の範囲における参照符号は、その範囲を限定するものと解釈してはならない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019529011.tif 000021
【図９】
2019529011.tif 000022
【図１０】
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【国際調査報告】
2019529011.tif 000024
2019529011.tif 000025